Ядерный магнитный резонанс в биологии

На протонный ЯМР-спектр парамагнитных молекул оказывают существенное влияние взаимодействия протонов с неспаренными электронами. Эти взаимодействия, включающие в себя изотропное и анизотропное сверхтонкие взаимодействия, а также дипольные эффекты, могут вызвать и сдвиг, и уширение резонансных линий по сравнению с линиями индивидуальных протонов. Линии ЯМР, сдвиг которых обусловлен взаимодействием с неспаренными электронами, мы называем линиями сверхтонкого сдвига. Легко показать, что эти сдвиги зависят от поляризации электронных спинов и потому величина их в парамагнитных молекулах обратно пропорциональна абсолютной температуре. Сверхтонкие сдвиги линий ЯМР можно обычно связать с плотностью электронных спинов и таким образом получить детальную информацию об электронной структуре молекулы. Ширины линий также зависят от силы взаимодействия, но, кроме того, они зависят и от времени корреляции данного взаимодействия. Последнее можно определить из времени спинрешеточной релаксации электронов или из времени переориентации (переброса) молекул, причем в каждом случае требуется особый анализ. В общем случае, когда время корреляции уменьшается, магнитные электроны вносят меньший вклад в ширину линии ЯМР и разрешение возрастает.